[发明专利]集北斗/GPS/GLONASS三种导航系统于一体的板卡模件

说明书

技术领域

本发明涉及一种导航系统板卡模件，特别是一种集北斗/GPS/GLONASS三种导航系统于一体的板卡模件。

背景技术

GPS自其问世以来，已充分显示了其在导航、定位领域中的霸主地位，许多领域由于GPS的出现发生了革命性的变化。随后世界各国为了摆脱对GPS的依赖也纷纷研制自主的定位导航系统，我国自主研制的北斗导航系统，俄罗斯的GLONASS导航系统就是其中的代表。

业已面世的各种卫星导航产品，大都是单GPS导航或GPS加北斗B1频段导航，应用GLONASS导航系统的产品极少。

随着北斗系统和GLONASS系统的组建日趋成熟，支持多系统的导航产品比起单一系统的导航产品其定位导航质量及稳定性具有明显的优势，是未来定位导航产品的发展趋势。

发明内容

本发明的目的就是适应业界日益突显的高质量导航定位需求，提供一种设计合理，结构简单，可以灵活切换的集北斗/GPS/GLONASS三种导航系统于一体的板卡模件。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

集北斗/GPS/GLONASS三种导航系统于一体的板卡模件，由功分单元1、射频通道单元2和基带处理单元3组成，其中：

所述功分单元1，又包括有J2射频输入接口11，U1功分电路12；其中J2用以接收来自多频段有源天线的卫星信号，U1将其按导航系统的频段分离输出各个频段的信号。

所述射频通道单元2，又包括有U2第一下变频处理电路21、U4第二下变频处理电路22，U5北斗收/发处理电路23，J3射频输出接口24；其中U2完成北斗二代B3频段以及北斗二代B1频段和GPS的L1频段信号的下变频及放大处理，在本发明中由于北斗二代B1频段和GPS的L1频段非常接近，这2个频段视为一个频段使用同一个硬件通道实现，U4完成GLONASS频段信号的下变频及放大处理，U5完成北斗S频段接收信号的下变频及放大处理以及北斗L频段发射信号的调制放大，北斗L频段发射信号通过J3射频输出接口24发送到外部功放。

所述基带处理单元3，又包括有U3基带处理电路31以及J1数据电源接口32；U3基带处理电路为本发明的核心组件，它接收来自射频通道单元2的各导航系统的中频信号，完成AD转换以及后续的数字运算处理；U3基带处理电路31通过J1数据电源接口32实现与主机的交互通信。

本发明的基本发明思想包括两个方面：电路设计、PCB设计。

电路设计又包括：功分电路、射频处理电路、基带处理电路。

1.功分电路设计：为简化接口、缩小产品体积，所有的射频输入信号都通过J2射频输入接口11进入模块中，然后通过一个一分四的功分器以及随后的带通滤波处理得到4个频段的信号，这4个频段分别为斗二代B3频段、北斗二代B1频段和GPS的L1频段复用频段、GLONASS频段、北斗S频段。U1功分电路12选用WP4N+。

2.射频处理电路设计：U2第一下变频处理电路21、U4第二下变频处理电路22均采用XN112芯片，此芯片可满足北斗二B3、B1频段、GPSL1频段、GLONASS频段的频率变换处理，将上G赫兹的射频信号搬移到十几兆赫兹的中频信号，并将信号放大到峰峰值1V左右。U5北斗收/发处理电路选用XN108芯片，该芯片为北斗专用收发处理芯片，可实现北斗S频段接收信号的下变频及放大以及北斗L频段发射信号的BPSK调制并输出5dBm的发射信号。

3.基带处理电路设计：U3基带处理电路31选用芯片UC7450，它接收来自射频通道单元2的各导航系统的中频信号，完成AD转换，数据解调，提取卫星伪距及电文信息，通过伪距和电文信息进行解算获得位置速度时间等信息，U3基带处理电路根据协议控制U5北斗收/发处理电路23产生定位和通信申请所需的射频信号，接收U5北斗收/发处理电路23接收到的北斗一代中频信号，解算出系统返回的定位结果和通信内容；U3基带处理电路31通过J1数据电源接口32实现与主机的交互通信，共有3组串口，均支持通用北斗协议和NMEA协议语句，串口二可以使用自定义语句进行调试查找问题，串口三可以用于对基带程序固件进行数据升级。

4.PCB设计

本发明的显著特点是分层、分区、隔离、抗干扰、方便调试及维修。考虑信号频率、功率、各电源走线上的电流大小、散热等因素，周密、合理、巧妙进行PCB设计，本发明PCB印制板布局示意图见图2；